水中油分濃度探測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種水中油分濃度探測(cè)裝置，包括清洗口螺塞、測(cè)量腔體上接體、石英玻璃管、導(dǎo)線、信號(hào)處理電路板、測(cè)量腔體、測(cè)量腔體下接體、發(fā)光管和探測(cè)器；石英玻璃管安裝于測(cè)量腔體的中通孔中；測(cè)量腔體設(shè)有徑向貫穿測(cè)量腔體、中心軸線與中通孔中心軸線垂直相交、平置的徑向通孔；徑向通孔為中心軸線相交的2個(gè)徑向通孔，夾角為60℃，每個(gè)徑向通孔的一端設(shè)置發(fā)光管，另一端設(shè)置探測(cè)器，與中間的石英玻璃管構(gòu)成2個(gè)對(duì)射式光路；發(fā)光管中一個(gè)為波長(zhǎng)為630nm的紅色可見(jiàn)光LED，另一個(gè)為波長(zhǎng)為920nm的近紅外LED。本實(shí)用新型用于測(cè)量時(shí)，能夠避免散射效應(yīng)的二值特性對(duì)量程和精度限制，能防止雙波長(zhǎng)之間相互干擾，測(cè)量精度高。
【專利說(shuō)明】水中油分濃度探測(cè)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種水中油分濃度探測(cè)裝置，尤其是一種船舶艙底水中油分濃度探測(cè)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]船艙排放的洗艙水等含有少量油類、鐵銹、沙土等雜質(zhì)，油類是主要的污染成分，根據(jù)頂O MEPC 108(49)標(biāo)準(zhǔn)的要求，需要對(duì)油類排放進(jìn)行監(jiān)控，現(xiàn)在通常是通過(guò)水中油分濃度探測(cè)裝置檢測(cè)水中油分濃度?，F(xiàn)有技術(shù)的水中油分濃度探測(cè)裝置中設(shè)有由發(fā)光管、石英玻璃管和探測(cè)器組成的單波長(zhǎng)對(duì)射式光路，構(gòu)成傳統(tǒng)的紅外油分濃度傳感器，這種傳統(tǒng)的的紅外油分濃度傳感器基于單波長(zhǎng)的近紅外的吸收/散射法，對(duì)水中油分濃度進(jìn)行檢測(cè)?，F(xiàn)有技術(shù)的水中油分濃度探測(cè)裝置存在以下的缺陷:由于散射效應(yīng)的存在，使測(cè)量存在二值特性，即:探測(cè)器測(cè)量到一個(gè)信號(hào)，可能對(duì)應(yīng)高濃度和低濃度兩種情況，由于散射效應(yīng)的二值特性，使有現(xiàn)有技術(shù)的水中油分濃度探測(cè)裝置量程和精度受到很大限制:
[0003]1、量程必須分為低量程(30ppm)和高量程(100ppm)兩種，分別用于低濃度和高濃度油分雜質(zhì)濃度測(cè)量環(huán)境。兩種量程之間傳感器特性差異較大，無(wú)法通用，難以實(shí)現(xiàn)量程自動(dòng)切換。
[0004]2、在低量程傳感器和高量程傳感器兩個(gè)線性區(qū)中間，由于散射效應(yīng)表現(xiàn)出明顯的非線性，難以進(jìn)行測(cè)量、標(biāo)定，存在一段“量程空白區(qū)”，對(duì)這一區(qū)域內(nèi)的油水混合物測(cè)量，精度無(wú)法保證。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種用于測(cè)量時(shí)，能夠避免散射效應(yīng)的二值特性對(duì)量程和精度限制，測(cè)量精度高的水中油分濃度探測(cè)裝置。
[0006]本實(shí)用新型通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)技術(shù)目標(biāo)。
[0007]水中油分濃度探測(cè)裝置，包括清洗口螺塞、測(cè)量腔體上接體、石英玻璃管、導(dǎo)線、信號(hào)處理電路板、測(cè)量腔體、測(cè)量腔體下接體、發(fā)光管和探測(cè)器；所述測(cè)量腔體上接體、測(cè)量腔體下接體分別固定連接在測(cè)量腔體的上下端；連接成一體的測(cè)量腔體上接體、測(cè)量腔體、測(cè)量腔體下接體中分別設(shè)有中心軸線同軸的、垂直、連通的上通孔、中通孔、下通孔；所述清洗口螺塞密封連接在測(cè)量腔體上接體中上通孔的上端孔口 ；所述測(cè)量腔體上接體側(cè)壁設(shè)有與上通孔徑向相通的污水出口 ；所述石英玻璃管安裝于測(cè)量腔體的中通孔中；所述測(cè)量腔體設(shè)有徑向貫穿測(cè)量腔體、中心軸線與中通孔中心軸線垂直相交、平置的徑向通孔；所述徑向通孔的一端設(shè)置發(fā)光管，另一端設(shè)置探測(cè)器，與中間的石英玻璃管構(gòu)成對(duì)射式光路；所述信號(hào)處理電路板固定連接在測(cè)量腔體外壁；所述發(fā)光管、探測(cè)器通過(guò)導(dǎo)線與信號(hào)處理電路板連接；其改進(jìn)之處在于:所述徑向通孔為中心軸線相交的2個(gè)徑向通孔，夾角為60°C，每個(gè)徑向通孔的一端設(shè)置發(fā)光管，另一端設(shè)置探測(cè)器，與中間的石英玻璃管構(gòu)成2個(gè)對(duì)射式光路；所述發(fā)光管中一個(gè)為波長(zhǎng)為630nm的紅色可見(jiàn)光LED,另一個(gè)為波長(zhǎng)為920nm的近紅外LED。
[0008]上述結(jié)構(gòu)中，所述石英玻璃管外徑為12mm。
[0009]上述結(jié)構(gòu)中，所述石英玻璃管的內(nèi)壁設(shè)有多層可見(jiàn)-近紅外寬波段高透過(guò)率光學(xué)鍍膜。
[0010]上述結(jié)構(gòu)中，所述石英玻璃管的外壁鍍有機(jī)高分子氟碳憎油膜。
[0011]上述結(jié)構(gòu)中，所述石英玻璃管的外壁有機(jī)高分子氟碳憎油膜的厚度15?20微米。
[0012]上述結(jié)構(gòu)中，所述測(cè)量腔體側(cè)壁設(shè)有與中通孔相通的徑向濕度觀察孔，所述徑向濕度觀察孔孔口設(shè)有濕度指示器。
[0013]上述結(jié)構(gòu)中，所述發(fā)光管的發(fā)射視場(chǎng)角為7°，探測(cè)器的接收視場(chǎng)角為15°。
[0014]上述結(jié)構(gòu)中，所述測(cè)量腔體下接體側(cè)壁設(shè)有與下通孔徑向相通的取樣口。
[0015]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下積極效果:
[0016]1、采用雙波長(zhǎng)對(duì)射式光路，發(fā)光管中一個(gè)為波長(zhǎng)為630nm的紅色可見(jiàn)光LED，另一個(gè)為波長(zhǎng)為920nm的近紅外LED，利用油分和雜質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)的具有不同的吸收散射特性，顯著提高水中油分深度檢測(cè)的精確性，避免散射效應(yīng)的二值特性對(duì)量程和精度限制。
[0017]2、630nm的紅色可見(jiàn)光LED與920nm的近紅外LED在光譜波段上會(huì)存在一定的重合區(qū)域，雙波長(zhǎng)對(duì)射式光路的夾角為60°C，能很好的避免兩者之間的干擾。
[0018]3、使用12mm直徑的石英玻璃管構(gòu)成圓柱形測(cè)量腔，測(cè)量時(shí)被測(cè)水充滿圓柱形測(cè)量腔，形成柱狀透鏡，起到會(huì)聚作用。
[0019]4、石英玻璃管的內(nèi)壁設(shè)有多層可見(jiàn)-近紅外寬波段高透過(guò)率光學(xué)鍍膜，保證測(cè)量腔的具有很高的光學(xué)效率。
[0020]5、石英玻璃管的外壁鍍有機(jī)高分子氟碳憎油膜，防止油污污染，保護(hù)光學(xué)鍍膜膜層。
[0021]6、測(cè)量腔體側(cè)壁設(shè)有濕度指示器，可以很直觀，清晰的觀察測(cè)量腔體內(nèi)部的濕度狀態(tài)。
[0022]7、發(fā)光管的發(fā)射視場(chǎng)角為7°，探測(cè)器的接收視場(chǎng)角為15°，可以形成較好的發(fā)射、接收效果，進(jìn)一步提高測(cè)量的精確度。
[0023]8、測(cè)量腔體下接體側(cè)壁設(shè)有與下通孔徑向相通的取樣口，可從取樣口很方便地取樣。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖2為圖1中的A-A剖面示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0026]下面根據(jù)附圖并結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0027]水中油分濃度探測(cè)裝置，包括清洗口螺塞1、測(cè)量腔體上接體2、石英玻璃管4、導(dǎo)線5、信號(hào)處理電路板6、測(cè)量腔體7、測(cè)量腔體下接體8、發(fā)光管11和探測(cè)器12 ;測(cè)量腔體上接體2、測(cè)量腔體下接體8分別固定連接在測(cè)量腔體7的上下端；連接成一體的測(cè)量腔體上接體2、測(cè)量腔體7、測(cè)量腔體下接體8中分別設(shè)有中心軸線同軸的、垂直、連通的上通孔2.1、中通孔7.1、下通孔8.1 ;清洗口螺塞I密封連接在測(cè)量腔體上接體2中上通孔2.1的上端孔口 ；測(cè)量腔體上接體2側(cè)壁設(shè)有與上通孔2.1徑向相通的污水出口 2.2。
[0028]石英玻璃管4安裝于測(cè)量腔體7的中通孔7.1中，本實(shí)施例中，石英玻璃管4外徑為12_，內(nèi)壁設(shè)有多層可見(jiàn)-近紅外寬波段高透過(guò)率光學(xué)鍍膜，外壁鍍有機(jī)高分子氟碳憎油膜，石英玻璃管4的外壁有機(jī)高分子氟碳憎油膜的厚度20微米；測(cè)量腔體7設(shè)有徑向貫穿測(cè)量腔體7、中心軸線與中通孔7.1中心軸線垂直相交、平置的徑向通孔7.2 ;徑向通孔7.2的一端設(shè)置發(fā)光管11，另一端設(shè)置探測(cè)器12，與中間的石英玻璃管4構(gòu)成對(duì)射式光路；信號(hào)處理電路板6固定連接在測(cè)量腔體7外壁；發(fā)光管11、探測(cè)器12通過(guò)導(dǎo)線5與信號(hào)處理電路板6連接；徑向通孔7.2為中心軸線相交的2個(gè)徑向通孔，夾角為60°C，每個(gè)徑向通孔7.2的一端設(shè)置發(fā)光管11，另一端設(shè)置探測(cè)器12，與中間的石英玻璃管4構(gòu)成2個(gè)對(duì)射式光路，本實(shí)施例中，發(fā)光管11的發(fā)射視場(chǎng)角為7°，探測(cè)器12的接收視場(chǎng)角為15° ;發(fā)光管11中一個(gè)為波長(zhǎng)為630nm的紅色可見(jiàn)光LED，另一個(gè)為波長(zhǎng)為920nm的近紅外LED。
[0029]測(cè)量腔體7側(cè)壁設(shè)有與中通孔7.1相通的徑向濕度觀察孔7.3，徑向濕度觀察孔7.3孔口設(shè)有濕度指示器14。
[0030]測(cè)量腔體下接體8側(cè)壁設(shè)有與下通孔8.1徑向相通的取樣口 8.2。
[0031]本實(shí)用新型在使用時(shí)，待檢測(cè)的水從測(cè)量腔體下接體8中下通孔8.1進(jìn)入，從下通孔8.1流入石英玻璃管4中，并充滿石英玻璃管4內(nèi)腔，低功耗單片機(jī)MCU從信號(hào)處理電路板6發(fā)出IKHz調(diào)制信號(hào)對(duì)波長(zhǎng)為630nm的紅色可見(jiàn)光LED、波長(zhǎng)為920nm的近紅外LED進(jìn)行電源調(diào)制，以抑制外界雜散光的干擾，發(fā)光管11發(fā)光，探測(cè)器12接收后輸出光電信號(hào)經(jīng)過(guò)放大器放大后由高精度A/D采樣器采集，使用RS485實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊，實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)。
【權(quán)利要求】
1.一種水中油分濃度探測(cè)裝置，包括清洗口螺塞(I)、測(cè)量腔體上接體(2)、石英玻璃管(4)、導(dǎo)線(5)、信號(hào)處理電路板(6)、測(cè)量腔體(7)、測(cè)量腔體下接體(8)、發(fā)光管(11)和探測(cè)器(12);所述測(cè)量腔體上接體(2)、測(cè)量腔體下接體(8)分別固定連接在測(cè)量腔體(7)的上下端；連接成一體的測(cè)量腔體上接體(2)、測(cè)量腔體(7)、測(cè)量腔體下接體(8)中分別設(shè)有中心軸線同軸的、垂直、連通的上通孔(2.1)、中通孔(7.1)、下通孔(8.1);所述清洗口螺塞(I)密封連接在測(cè)量腔體上接體(2)中上通孔(2.1)的上端孔口 ；所述測(cè)量腔體上接體(2)側(cè)壁設(shè)有與上通孔(2.1)徑向相通的污水出口(2.2);所述石英玻璃管(4)安裝于測(cè)量腔體(7)的中通孔(7.1)中；所述測(cè)量腔體(7)設(shè)有徑向貫穿測(cè)量腔體(7)、中心軸線與中通孔(7.1)中心軸線垂直相交、平置的徑向通孔(7.2);所述徑向通孔(7.2)的一端設(shè)置發(fā)光管(11)，另一端設(shè)置探測(cè)器(12)，與中間的石英玻璃管(4)構(gòu)成對(duì)射式光路；所述信號(hào)處理電路板(6 )固定連接在測(cè)量腔體(7 )外壁；所述發(fā)光管(11)、探測(cè)器(12 )通過(guò)導(dǎo)線(5 )與信號(hào)處理電路板(6)連接；其特征在于:所述徑向通孔(7.2)為中心軸線相交的2個(gè)徑向通孔，夾角為60°C，每個(gè)徑向通孔(7.2)的一端設(shè)置發(fā)光管(11)，另一端設(shè)置探測(cè)器(12)，與中間的石英玻璃管(4)構(gòu)成2個(gè)對(duì)射式光路；所述發(fā)光管(11)中一個(gè)為波長(zhǎng)為630nm的紅色可見(jiàn)光LED，另一個(gè)為波長(zhǎng)為920nm的近紅外LED。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水中油分濃度探測(cè)裝置，其特征在于:所述石英玻璃管(4)夕卜徑為12mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水中油分濃度探測(cè)裝置，其特征在于:所述石英玻璃管(4)的內(nèi)壁設(shè)有多層可見(jiàn)-近紅外寬波段高透過(guò)率光學(xué)鍍膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水中油分濃度探測(cè)裝置，其特征在于:所述石英玻璃管(4)的外壁鍍有機(jī)高分子氟碳憎油膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水中油分濃度探測(cè)裝置，其特征在于:所述石英玻璃管(4)的外壁有機(jī)高分子氟碳憎油膜的厚度15?20微米。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水中油分濃度探測(cè)裝置，其特征在于:所述測(cè)量腔體(7)側(cè)壁設(shè)有與中通孔(7.1)相通的徑向濕度觀察孔(7.3)，所述徑向濕度觀察孔(7.3)孔口設(shè)有濕度指示器(14)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的水中油分濃度探測(cè)裝置，其特征在于:所述發(fā)光管(11)的發(fā)射視場(chǎng)角為7°，探測(cè)器(12)的接收視場(chǎng)角為15°。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水中油分濃度探測(cè)裝置，其特征在于:所述測(cè)量腔體下接體(8)側(cè)壁設(shè)有與下通孔(8.1)徑向相通的取樣口(8.2)。
【文檔編號(hào)】G01N21/359GK204044063SQ201420476717
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月22日
【發(fā)明者】李橋, 張?zhí)焓? 錢貴軍 申請(qǐng)人:江蘇遠(yuǎn)望儀器有限公司